GLONASS

Satelita GLONASS

GLONASS (ros. ГЛОНАСС, Глобальная навигационная спутниковая система; Głobalnaja nawigacyonnaja sputnikowaja sistiema) – radziecki, obecnie rosyjski, satelitarny system nawigacyjny obejmujący swoim zasięgiem całą kulę ziemską. Podobnie jak GPS jest systemem stadiometrycznym, czyli pozycja jest wyznaczana w punkcie przecięcia czterech sfer o promieniach obliczonych na podstawie czasu propagacji sygnału i środkach znanych z depesz nawigacyjnych wysyłanych przez satelity.

Budowę systemu GLONASS rozpoczęto 1 grudnia 1976 w ZSRR, dekretem Komitetu Centralnego Komunistycznej Partii Związku Radzieckiego i Rady Ministrów ZSRR O rozwoju globalnego systemu nawigacji satelitarnej GLONASS[1].

Konfiguracja satelitów systemu GLONASS
Władimir Putin z urządzeniem nawigacyjnym dla systemu GLONASS

Segment kosmiczny

Z założenia powinien się składać z rozmieszczonych na trzech orbitach 24 satelitów (po 8 na każdej). Taką też liczbę udało się osiągnąć pod koniec 1995 roku. Jednak ze względu na krótszą od spodziewanej żywotność satelitów (około 3 lat) oraz kryzys i problemy finansowe Rosji w latach dziewięćdziesiątych XX wieku, liczba ta zmniejszyła się do zaledwie 6 działających satelitów w 2001. Pod rządami Władimira Putina sytuacja gospodarcza i stan finansów kraju znacznie się poprawiły, a przywrócenie pełnej funkcjonalności systemu GLONASS stało się jednym z priorytetów władz. W sierpniu 2001 uruchomiono federalny program z budżetem ponad 420 milionów dolarów, którego celem było przywrócenie pełnej konstelacji satelitów do 2009 roku. 10 grudnia 2003 wystrzelono pierwszego satelitę drugiej generacji – GLONASS-M. Ważył on 1450 kg, czyli trochę więcej niż poprzednicy, lecz jego żywotność była 2 razy większa, posiadał lepszą dokładność oraz zdolność emisji dodatkowych dwóch sygnałów cywilnych. W kolejnych latach umieszczano na orbicie następne satelity tej serii oraz kilkukrotnie zwiększano budżet programu. Ostatecznie w latach 2001-2011 rozbudowa systemu pochłonęła 140,1 miliardów rubli (4,7 miliarda dolarów)[2].

W dniu 8 grudnia 2011 GLONASS ponownie osiągnął pełną funkcjonalność — na orbicie znajdowały się 24 satelity mające status operacyjny[3]. Według serwisu Izwiestia była to jedynie funkcjonalność techniczna, a nie operacyjna. W kwietniu 2014 system nadal nie został odebrany przez Ministerstwo Obrony i formalnie nadal był w stanie budowy[4]. 7 grudnia 2015 projekt został oficjalnie odebrany[5].

Stan na 1 stycznia 2012 to łącznie 31 satelitów, z czego 24 miało status operacyjny, a 3 rezerwowy[6]. W dalszej kolejności planowane było wystrzelenie kilku satelitów serii GLONASS-M jako rezerwy systemu oraz satelitów trzeciej generacji GLONASS-K. Urządzenia GLONASS-K mają żywotność przedłużoną do 10 lat, masę zmniejszoną do 750 kg oraz mogą nadawać więcej sygnałów nawigacyjnych, co polepszy dokładność systemu. Pierwszego satelitę GLONASS-K wystrzelono 26 lutego 2011, jednak nie ma on jeszcze statusu operacyjnego.

Porównanie orbit satelitów GPS, GLONASS, Compass i Galileo z orbitami satelitów Iridium, Teleskopu Hubble'a i Międzynarodowej Stacji Kosmicznej

Charakterystyka orbit:

  • prawie kołowe,
  • wysokość h = 19 100 km (nieco niższe niż satelity GPS),
  • okres obiegu T = 11,25 h (satelity GPS mają okres obiegu 12-godzinny),
  • nachylenie i = 64,8° – bliskie nachyleniu krytycznemu (nachylenie krytyczne – 63°26' oraz 116°34' – nie występuje ruch linii apsyd),
  • co 17 okrążeń (co ok. 8 dni gwiazdowych) każdy satelita pojawia się nad tym samym punktem na Ziemi,
  • o określonym czasie każdego dnia jakiś satelita tej samej orbity będzie widoczny w tym samym punkcie na Ziemi.

Kąt inklinacji orbit satelitów GLONASS wynosi 64,8°, dzięki czemu możliwe jest lepsze pokrycie satelitami wyższych szerokości geograficznych niż w przypadku systemu GPS. Zdecydował o tym fakt, że na szerokościach okołobiegunowych prowadzona jest intensywna żegluga rosyjskich okrętów podwodnych, nosicieli broni jądrowej.

Charakterystyka sygnału:

  • każdy satelita GLONASS transmituje sygnał na innej częstotliwości;
  • częstotliwości L1 wynikają z następującej zależności: fL1 = 1602 MHz + k * 0,5625 MHz (dla k=1,2,...,12 – w latach 1998-2005, oraz k=(-7...+6) dla satelitów wystrzelonych po 2005 roku);
  • częstotliwości L1 i L2 są związane zależnością fL1 / fL2 = 9 / 7 (przez pomiar na dwóch częstotliwościach usuwa się refrakcję jonosferyczną);
  • wszystkie satelity GLONASS transmitują taki sam kod (satelity GPS różne kody). Kod P – ma długi okres = ok. 30 tygodni, stąd też centrala dzieli go na 30 odcinków;
  • każdy satelita GLONASS nadaje swoją precyzyjną pozycję na pełne pół godziny;
  • sygnały (czasu) są odniesione do systemu czasu UTCSU (uniwersalny czas koordynowany byłego Związku Radzieckiego);
  • współrzędne satelity podawane są w układzie odniesienia PZ-90.11 (Parametry Ziemli 1990.11), który jest zgodny z międzynarodowym układem ITRF 2000, oprócz przesunięcia początku układu o ok. 0,5 m;
  • format sygnału „INFO GLONASS Superframe”: (główna tablica) 150 sekundowa składa się z 5 tablic 30 sekundowych. Jedna tablica 30 sekundowa rozkłada się na 15 linii subframes 2 sekundowych. Tablica taka zawiera:
    • współrzędne i-tego satelity,
    • składowe prędkości i-tego satelity,
    • składowe przyśpieszenia perturbującego wywołanego niecentralnym polem grawitacyjnym Ziemi i wpływem Księżyca,
    • poprawkę zegara i-tego satelity do czasu GLONASS,
    • kalendarz (dzień),
    • nr identyfikacyjny satelity;
  • system nie stosuje żadnych zakłóceń (sygnał z satelitów GLONASS nie jest degradowany jak np. miało to miejsce w systemie GPS do roku 2000).

Segment kontroli naziemnej

Składa się z Głównego Centrum Kontroli w Moskwie oraz 4 stacji monitorująco-śledzących – 3 na terenie Rosji: Petersburg, Jenisejsk, Komsomolsk nad Amurem i jedna w Tarnopolu na Ukrainie. Istnieje też stacja niezależnie monitorująca działanie systemu – mieści się ona w Niemczech w Neustrelitz.

Segment użytkownika

Jo-mobil – pierwszy samochód wykorzystujący system GLONASS

Do niedawna odbiorniki systemu GLONASS były zazwyczaj produkcji rosyjskiej i były przeważnie typu wojskowego lub okrętowego. Obecnie odbiorniki tego systemu produkują takie firmy jak: Septentrio, Topcon, JAVAD, Magellan Navigation, Novatel, Leica Geosystems czy Trimble Inc. Niektórzy producenci mają w swej ofercie odbiorniki uniwersalne – współpracujące zarówno z systemem GLONASS jak i GPS, np.: 3S Navigation R100/30T, Ashtech Z18, Garmin eTrex 20/30 i inne. Obsługę systemu GLONASS wprowadzono w niektórych modelach smartfonów m.in. Motorola Moto G, Sony Ericsson Xperia neo V, Apple iPhone 5 i 4S, Samsung Galaxy S III, Samsung Galaxy S IV, Sony Xperia S, Sony Xperia Z, Sony Xperia Z1, HTC One, LG L9, najnowszy (jesień 2013/zima 2014) Acer Liquid S2, LG L90, Microsoft Lumia 435 czy też Nokia Lumia 900. Rosyjski samochód Jo-mobil również posiada odbiornik GLONASS, jak i GPS.

2 kwietnia 2014 system doświadczył poważnej awarii, która spowodowała praktyczną niedostępność danych nawigacyjnych przez około 12 godzin[4].

Przypisy

  1. ↑ Encyclopedia Astronautica (ang.)
  2. ↑ Russia Beyond the Headlines
  3. ↑ GLONASS providing global coverage, ITAR-TASS News Agency
  4. ↑ a b Роскосмос ищет причины сбоя ГЛОНАСС. Izvestia, 2014.
  5. ↑ Разработчики объявили о завершении создания ГЛОНАСС [dostęp 2017-12-06].
  6. ↑ Witryna systemu GLONASS, tabela aktualnego stanu systemu. [dostęp 2011-12-26]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-05-04)].

Linki zewnętrzne

Systemy nawigacji satelitarnej
Systemy nawigacji satelitarnej
Wspomagające systemy różnicowe

Media użyte na tej stronie

Flag of the United States.svg
The flag of Navassa Island is simply the United States flag. It does not have a "local" flag or "unofficial" flag; it is an uninhabited island. The version with a profile view was based on Flags of the World and as a fictional design has no status warranting a place on any Wiki. It was made up by a random person with no connection to the island, it has never flown on the island, and it has never received any sort of recognition or validation by any authority. The person quoted on that page has no authority to bestow a flag, "unofficial" or otherwise, on the island.
Flag of India.svg
The Flag of India. The colours are saffron, white and green. The navy blue wheel in the center of the flag has a diameter approximately the width of the white band and is called Ashoka's Dharma Chakra, with 24 spokes (after Ashoka, the Great). Each spoke depicts one hour of the day, portraying the prevalence of righteousness all 24 hours of it.
Yo-cupe1.jpg
Autor: Miosw z rosyjskiej Wikipedii, Licencja: CC0
Ё-кросс-купе
Comparison satellite navigation orbits.svg
Autor: cmglee, Licencja: CC BY-SA 3.0
Comparison of GPS, GLONASS, Galileo and COMPASS (medium Earth orbit satellites) orbits with International Space Station, Hubble Space Telescope, geostationary and graveyard orbits, and the nominal size of the Earth.


For this diagram, the 3-dimensional aspect of orbits have been flattened. For instance, the view of the Earth depicted is looking down to the North Pole which makes the orbit representations appear to be equatorial. While this is accurate for geostationary orbits, other orbits listed are actually at significant inclinations. The inclination of Iridium orbits is at 86.4° which is nearly perpendicular to the diagrammed plane. Looking down to the North Pole from this zenith, a polar orbit of 90° inclination would actually appear as a straight line.
Putin Glonass navigator.jpg
(c) Kremlin.ru, CC BY 4.0
Novo-Ogaryovo: Meeting with permanent members of the Security Council. The President was given a demonstration of a navigational device using the GLONASS system which is designed for automobiles.